DHA——腦營養（1）

毫無懸念：在我們要系統了解對人腦來說什麼營養素至為重要時，首先撞見的總是DHA。

DHA含有22個碳原子，其中有6個雙鍵（與亞甲基交替出現）。

在生命體內，這是已知最長的脂肪酸之一（24碳的脂肪酸極為罕見），更是最不飽和的脂肪酸（沒有之一）。

起源

要造出長長的多不飽和脂肪酸，需要很多氧氣（無氧代謝會用不飽和脂肪酸來接收氫原子，由此產生飽和脂肪酸和反式脂肪酸）——合成DHA中的6個雙鍵就需要6個氧原子，因此在出現氧氣之前，地球上應該還沒有DHA（至少極少）。

氧氣出現後，海洋中的藻類（非植物）終於能用氧氣來製造DHA了——這種「複雜的」脂類使得細胞能用來構建複雜的細胞結構，比如內質網、核膜、線粒體內的電子傳遞鏈，以及帶有各種受體、轉運蛋白、抗氧化酶的（流動性極佳的）細胞膜——細胞結構由此開始急劇複雜化。

細胞膜中嵌入的多不飽和脂肪酸，主要是AA、dGLA、EPA、DHA，它們一般位於甘油磷脂上的sn-2位置上。

複雜的結構（尤其是複雜的細胞膜）帶來了複雜的功能，比如「信息處理」——DHA讓動物們開始長出眼睛（視網膜的電活動需要DHA）和腦子——越來越「高級」的生命體開始湧現，頭足動物、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和獸類陸續登場，而DHA一直都是它們的視網膜細胞、神經細胞內不可替代的油脂。

因此動物的眼和腦是DHA最集中的地方，尤其是腦內的灰質，更尤其是神經元之間形成連接的地方，最需要複雜的細胞膜結構的地方，也是生命體內的化學信號和電信號最集中的地方——突觸。

灰質以多不飽和脂肪酸為主，其中DHA多於AA；而白質中則以單不飽和脂肪酸為主，AA多於DHA。

因此，當古人類終於來到海邊採集「潮汐帶」食物，從而能穩定、大量攝入DHA時，其腦內的灰質部分也急劇膨脹，直到自詡為「最高等生命」的智人出現。

具體功能

漫長的演化史中，DHA的功能越來越複雜（背後是生命發展出了越來越多樣的DHA受體）；具體來說，這種古老的脂類能夠：

影響生命的基礎代謝率。通過對獸類（哺乳動物）和鳥類的腦、心、腎組織的研究，發現細胞膜中的DHA水平越高，其中的鈉鉀ATP酶（運輸鈉鉀離子通過細胞膜，維持細胞內外的鈉鉀平衡，其能耗往往占整個生命體基礎代謝率的1/5）的活性就越高（呈線性相關）——動物的腦是這種酶活性最高的地方，從而也是最需要（也最富含）DHA的地方。

鈉鉀ATP酶的能耗占整個腦部能耗的3/5！因為要不斷發射電信號（靠改變鈉鉀離子的分布來實現）的神經元，極其依賴於及時維持的鈉鉀平衡。

影響細胞通訊。通過增強細胞膜上的G蛋白的可溶性，DHA能夠影響G蛋白偶聯受體的行為，從而間接影響各種細胞信號。比如，視網膜內的細胞膜上的視紫質就是一種G蛋白，DHA使其能夠快速地接收光線（在此過程中DHA會與光受體分離，然後再被回收）。

消除體內炎症。DHA可以直接抑制NF-κB（細胞核轉錄因子κB）——這是免疫細胞（B細胞、T細胞）中的一種蛋白質，對氧化壓力非常敏感——比如當活性氧簇水平升高時，或者其他炎症信號分子（比如主要由AA氧化成的類花生酸）出現時，它就會被激活，然後進入細胞核，上調許多促炎基因（比如白介素2、白介素6、白介素8、腫瘤壞死因子）的表達。而DHA可以直接抑制這個炎症的源頭，從而降低全身的炎症水平。

DHA還可以間接抑制NF-κB。比如通過影響G蛋白偶聯受體，減少磷脂酶A2的釋放，從而減少類花生酸的合成；還有：

在局部炎症中，DHA（還有EPA）會從磷脂中被釋放，轉化成消炎的信號分子：消退素，它能下調NF-κB，從炎症部位驅除嗜中性粒細胞；和保護素（尤其是神經保護素），它主要出現在神經細胞、星形膠質細胞、循環組織和肺組織中，能促進神經再生，減少白細胞滲透，減少促炎和促進細胞凋亡的信號分子，從而保護神經細胞和視網膜細胞。

DHA還能上調細胞內的谷胱甘肽水平，進而降低細胞內的炎症水平。

促進神經發生。通過提升腦源性神經營養因子的水平，DHA能讓腦內產生新的神經細胞和新的神經連接，並維持現有神經細胞的良好狀態。

參與神經信號傳遞、形成記憶。當神經信號出現在突觸時，此處的DHA（還有AA）會被（從磷脂中）釋放進細胞液中，其中一部分轉化成二級信號分子（類22碳酸——AA的話則是類花生酸），極少量被燃燒掉（β氧化），絕大部分則被磷脂迅速重新收納——細胞膜藉此過程得以重組，從而能強化神經通道，形成新的記憶。

改變基因表達、調節激素水平。DHA（還有EPA）會通過影響PPARγ、RXR、NF-κB來改變基因表達，從而增強生命體的整體適應能力、抗壓能力；DHA水平還相關於瘦素水平和激素平衡。

將甲狀腺素運輸進腦。DHA參與合成甲狀腺素轉運蛋白，後者可以讓甲狀腺素穿過血腦屏障，從而讓腦獲得另一種對它至為緊要的營養素——碘。

不可替代

生命體如此需要DHA，一般認為，是因為作為最不飽和的脂肪酸， DHA的6個雙鍵可以讓其分子呈微螺旋結構，從而能讓細胞膜有最高的流動性。

但這似乎並非DHA最擅長的：DHA在低於零下44℃時就會凝固，相比來說，AA要到零下50℃才會凝固，EPA更要到零下54℃。

是的，DHA有著獨特的分子形態：很長，很多雙鍵。

不過DPA也是這樣：同樣有22個碳，只是比DHA少了一個雙鍵（根據缺少的雙鍵的位置，有ω-3和ω-6兩種DPA）；從化學角度看，這種差異本不會造成迥異的分子特性。

何況在陸地食物鏈中，DHA非常少，相比之下DPA卻豐富多了——生命為何要去依賴一種稀有的，而不去（試圖通過進化）開發利用另一種富庶的資源？畢竟只差了一個雙鍵而已……

我們看到，雖然在大型陸獸（比如大象）的身體組織內有大量的DPA；但是在其腦內，在其中的神經細胞膜內，卻仍然謹守著可憐的那一丁點DHA……對DHA的「愚忠」大大限制了陸獸的相對腦容量（其腦容量相對於體型呈指數下降）。

為了理解這種愚忠，也許需要我們深入到量子生物學中（這是一個人類大體上還在摸黑的、全新的知識領域）：比如6個雙鍵的結構可能讓π電子云出現極化，甚至能在雙鍵之間傳輸，這使DHA能有奇特的、獨一無二的電學特性；比如6個雙鍵可能允許神經微管的伽馬相干（γ coherence）……

不過即使還不能完全理解DHA的不可替代性，我們只需要知道這點也就夠了：

登上陸地後3億多年的演化，也沒能讓陸地動物擺脫對DHA的依賴。

如果有意地將動物體內的DHA換成DPA，其組織功能就會明顯惡化。

難以合成

合成DHA似乎成了海藻們的絕技，陸地植物完全不解其中奧妙：後者擅長的是製造很短（18個碳）的多不飽和脂肪酸，尤以ω-6的LA為主，偶爾有少量的ALA。

淡水藻類由於會進行很多無氧代謝（產生飽和脂肪酸和反式脂肪酸），能製造的DHA也非常少。

是的，ALA與DHA一樣都是光榮的ω-3，理論上是可以轉化為後者的。於是對DHA不離不棄的陸生動物被迫接手了這個轉化大業（主要在動物的營養中心——肝臟內進行）。

但這個轉化的過程（ALA > EPA > DPA > DHA）漫長而繁瑣，其中一些步驟的效率非常低，比如給ALA添加兩個雙鍵（「去飽和」），比如將EPA延長為DPA，但效率最低的還是給DPA再添加最後一個雙鍵的過程——要完成這神奇一躍所需的「Δ6去飽和酶」非常少……所以轉化往往都停滯在了DPA上——這就是陸獸們體內會有大量DPA的原因。

現代人飲食中大量的ω-6尤其是其中的LA，還會跟ALA競爭去飽和酶，更是大大拉低了ALA本就可憐的轉化效率。

於是我們看到，雖然在陸獸的肝臟內有大量的ALA，少量的EPA，不少的DPA，但DHA卻仍然稀有。

海豚與非洲水牛的肝臟中，ALA（18:3）、EPA（20:5）、DPA（22:5）、DHA（22:6）的比例。

對於成年人類來說，大量補充ALA雖然可以顯著提高體內的EPA和DPA水平，但其（血液和母乳中的）DHA水平幾乎紋絲不動。

母乳中的DHA水平對飲食中的DHA含量非常敏感。

即使在Δ6去飽和酶最為活躍的地方——人類嬰兒的身體中，DHA的合成效率仍然不夠理想：在飲食中只有ALA、缺少DHA的情況下，嬰兒體內聚集DHA的速度仍然只有母乳餵養的嬰兒的一半。

相比於只攝入ALA，讓嬰兒期的靈長類和人類直接攝入DHA能顯著改善其視網膜功能。

隨著年齡增長，人體內的Δ6去飽和酶的活性會急劇衰減。

轉化速度慢，成功率低：植物的ω-3並不能給整個陸地食物鏈注滿「靈油」。

於是我們看到，陸獸們的腦量完全無法跟上其體量的發展；相比之下，處在海洋食物鏈中的海獸就不受這種局限（比如斑馬只有350g的腦，與其體重相當的海豚的腦則有1800g）。

DHA就這樣成了大地上最為珍稀的油脂——只是一個雙鍵，讓DPA和陸獸們望洋興嘆。

我們需要DHA

人類的相對腦容量，卻遠遠擺脫了這個禁錮。

陸獸的相對腦容量隨著體型增大急劇下降——除了人類。

於是人類對DHA的需求量，也遠遠超出了陸地食物鏈的供給能力。不僅人類嬰兒為了快速發育腦部，需要大量的DHA（好在最需要DHA的物種在最需要DHA的時候還有一定的自給自足能力）；成年人為了維持腦的健康狀態，也需要持續的DHA供應。

固然，人體能夠非常有效地保存DHA，比如在視網膜和神經突觸的電化學過程中不斷被釋放的DHA，絕大多數都會被迅速回收；細胞本身也有一定的維護機制，可以保護DHA少受氧化，並能恢復一些受損的DHA。（這個機制需要褪黑素，因此現代生活中的藍光還會加速DHA的流失。）

但DHA畢竟還在不斷損失著，即使很慢——據估計，腦內DHA的半衰期大約是2.5年。

再加上，在DHA短缺的情況下，人體還會從其他部位調撥DHA來優先保證腦的供應。於是腦很可能在很長一段時間內不會有缺乏DHA的跡象。

但是身體其他部位的情況就不容樂觀了（我們在上面已經看到，DHA的工作遠遠不止限於腦內）：缺乏DHA會導致基礎代謝率下降、炎症水平上升、激素失衡、瘦素抵抗……

當減肥困難、生理期紊亂、低密度脂蛋白水平過高時，都可以考慮是否有DHA攝入過少的可能……

視網膜內的DHA匱乏，還會逐漸導致黃斑退化……

當然，長期缺乏DHA最終還是會影響到腦部——星形膠質細胞受損，神經細胞不能正常工作……然後思維活力不足，記憶力下降，甚至腦萎縮……

現代智人的平均腦容量，已經從10萬年前的1490g下降到了1360g……DHA的普遍匱乏與之會否也有相關呢？（或許「現代人比原始人更聰明」，但也主要是因為「軟體」而非「硬體」。）

關於DHA對各種神經退行性疾病的治療作用，會有越來越多的相關研究。

我認為，為了讓整個身體滿狀態運轉，我們每天需要攝入至少2g的DHA。

這是我根據人類進化史做出的推測……是的，這個推薦量比可能在其他地方見到的（一般是幾百毫克）要高多了。

怎樣補充

為了補充DHA，我們不能依靠植物油里所謂的ω-3——ALA。

除了轉化速度慢、成功率低（尤其是在成年人體內），ALA的氧化速度也非常快：提取出來後，每天甚至能氧化60%！所以那些所謂「富含ω-3」的植物油（比如亞麻籽油、夏威夷果油、核桃油），反而應該是我們躲之唯恐不及的……

即使從完整的食物中攝取的ALA，在進入人體後也主要是被用來當燃料了，或者被合成為飽和脂肪酸、膽固醇。

在飲食中的DHA充足時，進入腦中的ALA（多不飽和脂肪酸可以輕易穿過血腦屏障）幾乎有99%都會被燃燒（β氧化）掉。

ALA作為「必需脂肪酸」的地位正在被質疑，很可能：我們需要的只是其衍生物EPA和DHA，而完全不需要ALA本身。

為了補充DHA，我們需要直接攝入DHA。

植物不行，海藻怎樣呢？

很可惜：作為地球上DHA的究極來源，海藻本身所含的DHA卻非常少——一般在0.1mg/100g以下。這樣即使每天只需補充500mg的DHA，攝入50公斤的海藻也還是不夠。

那麼從海藻中提取出來的DHA補劑呢？或者魚油呢？

雖然DHA的氧化率比ALA要小多了，但每天也有5%左右——提取出來後，要經過多少天才能被我們吃下去呢？我們吃下去的，還能有多少完好的呢？

還是得吃食物本身：食物里的DHA不僅要穩定得多（由於各種抗氧化機制（維生素E、谷胱甘肽過氧化酶、碘）的存在），而且也好用得多——動物體內的DHA主要存在於甘油磷脂的sn-2位置上，這樣最容易被身體吸收和利用。

應該吃什麼動物呢？

雖然陸地動物能夠合成一點DHA，但效率畢竟低下，那些無論肥瘦的畜肉禽肉，其中所含的DHA都幾乎可以無視——再「草飼」也不行；只有其腦髓還算有可以看的DHA含量——只是要達到推薦攝入量，每天都要吃上400g左右……似乎並不是一個可以長期堅持的吃法。

淡水魚里的「鯰形目」是一個例外，以後會說。

好在：海藻合成的DHA，最終都富集到了海洋動物們的脂肪內。最好的補充DHA的方法，就是吃各種海鮮：海貝、海魚、海蟹、海蝦……每100g的貽貝肉或牡蠣肉就含有250mg以上的DHA，更不用提秋刀魚、三文魚、帶魚、鯖魚這些「油魚」，每100g肉往往都有超過1g的DHA。

目前已知含DHA最多的應該是安康魚肝——每100g含有3.6g。（鱈魚肝油不算食物，也不推薦。）

所以：每周至少吃3斤油魚（或再輔以其他海鮮），才好滿足我們的整個身體，尤其是腦對這「靈油」的需求。

大約5~8億年前，第一個腦誕生於大海中；數億萬年後，智慧終究還要回到故鄉。

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